多線程環境下使用 DateFormat，DecimalFormat

SimpleDateFormat不是線程安全的（thread safe）。這意味着，下面的代碼在多線程環境下運行結果並非如我們所願 - 有時候，它輸出正確的日期，有時候會輸出錯誤的（例如.Tue Aug 11 00:00:00 CST 48201），有些時候甚至會拋出NumberFormatException！！！（當然，在單線程環境是，這段代碼是完全沒有問題的）

 

打開JDK的源碼，在format方法里，有這樣一段代碼：

 

calendar.setTime(date);

 

其中，calendar是DateFormat的protected字段。這條語句改變了calendar，稍后，calendar還會用到（在subFormat方法里），而這就是引發問題的根源。

 

想象一下，在一個多線程環境下，有兩個線程持有了同一個SimpleDateFormat的實例，分別調用format方法：

 

1. 線程1調用format方法，改變了calendar這個字段。
2. 中斷來了。
3. 線程2開始執行，它也改變了calendar。
4. 又中斷了。
5. 線程1回來了，此時，calendar已然不是它所設的值，而是走上了線程2設計的道路。
6. BANG！！！ 稍微花點時間分析一下format的實現，我們便不難發現，用到calendar，唯一的好處，就是在調用subFormat時，少了一個參數，卻帶來了這許多的問題。其實，只要在這里用一個局部變量，一路傳遞下去，所有問題都將迎刃而解。

 

這個問題背后隱藏着一個更為重要的問題：無狀態。

 

無狀態方法的好處之一，就是它在各種環境下，都可以安全的調用。衡量一個方法是否是有狀態的，就看它是否改動了其它的東西，比如全局變量，比如實例的字段。format方法在運行過程中改動了SimpleDateFormat的calendar字段，所以，它是有狀態的。

 

所以，寫程序，我們要盡量編寫無狀態方法。

 

我們如何在多線程中的使用DateFormat呢？

1. 同步

最簡單的方法就是在做日期轉換之前，為DateFormat對象加鎖。這種方法使得一次只能讓一個線程訪問DateFormat對象，而其他線程只能等待。

public class DateFormatTest {
    private final DateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd");
    
    public Date convert(String source) throws ParseException {
        synchronized(format) {
            return format.parse(source);
        }
    }
}

2. 使用ThreadLocal

另外一個方法就是使用ThreadLocal變量去容納DateFormat對象，也就是說每個線程都有一個屬於自己的副本，並無需等待其他線程去釋放它。這種方法會比使用同步塊更高效。

public class DateFormatTest {

    private final ThreadLocal<DateFormat> df = new ThreadLocal<DateFormat>() {

        @Override
        protected DateFormat initialValue() {
            return new SimpleDateFormat("yyyyMMdd");
        }
    };

    public Date convert(String source) throws ParseException {
        return df.get().parse(source);
    }
}

3. Joda-Time

Joda-Time 是一個很棒的開源的 JDK 的日期和日歷 API 的替代品，其 DateTimeFormat 是線程安全而且不變的。

package com.uppower.test;

import org.joda.time.DateTime;
import org.joda.time.format.DateTimeFormat;
import org.joda.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.Date;

public class DateFormatTest {
    private final DateTimeFormatter fmt = DateTimeFormat.forPattern("yyyyMMdd");
        
    public Date convert(String source){
        DateTime d = fmt.parseDateTime(source);
        returnd.toDate();
    }
}

4.使用臨時變量(不推薦)
 作為一個專業程序員，我們當然知道，相比於共享一個變量的開銷要比每次創建小。創建一個實例來獲取日期格式會比較高效，因為系統不需要多次獲取本地語言和國家。

public class DateFormatTest {
    public Date convert(String source) throws ParseException {
        DateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd");
        return format.parse(source);
    }
}